Карбід алюмінію: сфери застосування речовини

Карбід алюмінію: сфери застосування речовини

Хімічна сполука, що має формулу Al₄C₃, називається карбідом алюмінію. Його зовнішній вигляд представлений жовтуватою кристалоїдною речовиною. Сполука є дуже стійкою до впливу зовнішнього середовища, температура плавлення алюмокарбиту - 1400 ° С, а відносна щільність становить 2,36 г/см ^. Структурна решітка Al₄C₃ складно влаштована, до її складу входять атоми вуглецю. Вони виступають там у вигляді аніонів. Карбід алюмінію, як і інші неорганічні сполуки, має безліч сфер застосування. Ця речовина відноситься до першої групи, відмінність якої полягає в незміненій валентності, типовій для металу в нормі.

Карбід алюмінію: отримання речовини

Речовину можна отримати при з 'єднанні металу з вуглецем, які необхідно помістити в дугову пічку. У складі карбіду кальцію теж є незначний вміст Al₄C₃. При отриманні електролітів з 'єднання є продуктом корозії графіту. Реакція оксиду алюмінію з вуглецем утворює Al₄C₃. Наступним способом отримання цієї речовини є одночасне проколювання коксу та алюмінію при температурі від 1800 градусів. Його видобувають спеціально навчені піротехніки та хіміки. Не можна намагатися отримати карбід алюмінію в домашніх умовах, а також в лабораторіях, не призначених для цього.

Фізичні та хімічні властивості

Основною властивістю речовини є її здатність до взаємодії з водою, киснем і гідроксидом натрію. Крім того, карбід алюмінію може плавитися, ламатися і розчинятися. Він має ентальпію утворення ^ Н = -209 (S = 88,95), енергію Гіббса = -196 т, мольну тепломісткість = 116,8. Показник заломлення карбіду алюмінію = 2,7 для 20 градусів. Al₄C₃ може вступати у зв 'язок з багатьма хімічними елементами, утворюючи всім відомі сполуки, необхідні в промисловості. Прикладом є один з природних газів - метан. Його можна отримати, якщо змішати карбід алюмінію з водою. При цьому Н2О виступає як розчинник для металу, в результаті основне з 'єднання розкладається.

Сфери застосування карбіду алюмінію

Al₄C₃ використовується в різних видах промисловості. При отриманні алюмокарбіда за допомогою частинок графіту утворюється дуже міцний матеріал. Інструменти, до складу яких входить це з 'єднання, мають таку ж твердість, як топаз. Зазвичай алюмокарбід додають у ріжучі предмети, що використовуються на верстатах, як медичне обладнання тощо. Крім цього, дане з 'єднання - необхідний матеріал в піротехніці. Воно використовується у зазначеній сфері з давнього часу, і досі не знайшлося йому заміни. Тут алюмокарбід необхідний для отримання іскор. Його присутність у піротехнічних роботах залежить від того, для чого і в якій кількості використовується порох. Ще однією сферою застосування речовини є хімічна промисловість, де сполука необхідна для утворення різних продуктів, зокрема органічних газів.

Що таке метан?

Дане з 'єднання відноситься до групи органічних, за структурою воно є простим вуглеводнем і має формулу СН4. Метан мало реагує з водою, не має запаху і кольору. Газ належить до групи алканів, досить стійкий до впливу різних хімічних реакцій. Вважається, що метан небезпечний для здоров 'я людини, проте деякі вчені стверджують протилежне. У людей, які мають постійний контакт з газом, спостерігаються зміни з боку центральної нервової системи. Метан є вибухонебезпечним, тому на промислових виробництвах необхідно ретельно стежити за його концентрацією в повітрі. У зв 'язку з тим, що газ не має запаху, помітити витік досить важко. З цієї причини на підприємствах встановлюють спеціальні датчики, що реєструють його рівень.

Способи отримання метану

У зв 'язку з тим, що газ є природним з' єднанням, його не завжди видобувають лабораторним шляхом. Метан виходить в анаеробних умовах, це здійснюється в результаті бродильних процесів у болотах, кишечнику тварин, надто вологій землі. За словами вчених, один із супутників Сатурна містить на своїй поверхні рідкі суміші, що містять цей газ. Також метан є однією зі складових частин атмосфер великих планет. Найбільший вміст метану спостерігається в природному, рудничному і болотному газах. У промислових умовах газ отримують шляхом гідрування і коксування вугілля.

Видобуток метану здійснюється і в лабораторіях. Один із способів його отримання - це нагрівання оцтової кислоти і гідроксиду натрію (або вапна). Останню речовину також з 'єднують з ацетатом в результаті плавлення, в результаті чого теж утворюється метан. Обидва способи не вимагають присутності води. Третій метод отримання газу - це гідроліз, якому піддається карбід алюмінію. Метан у цьому випадку утворюється швидше. Метод гідролізу є також менш витратним, оскільки не вимагає впливу високих температур.

Застосування карбиду алюмінію у виробничій хімії

Крім гідролізу з 'єднання, його можна використовувати і як реагент. Таке застосування карбиду алюмінію необхідне для визначення вмісту деяких речовин. Зокрема, так можна виявити цінний газ - тритій, який присутній у воді. Крім цього, з карбіду алюмінію можна отримати комбіновану сіль. Вона виходить, як і метан, шляхом з 'єднання речовини з водою. Ця сіль називається тетрагідроксоалюмінат натрію. Вона необхідна для надання забарвлення тканин. Виробництво і застосування карбіду дуже важливі для різних сфер промисловості, тому витрати на його отримання досить великі. Кошти на придбання речовини виділяються державою.